Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M™ 5516 представляет собой легко поддающийся обработке немного липкий силиконовый эластомерный лист, заполненный керамическими частицам, которые наделяют его теплопроводностью и диэлектрическими свойствами. Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 состоит из силиконового эластомерного листа толщиной 1000 мкм, покрытого с каждой стороны съемной подкладкой толщиной 25 мкм. На рисунке 1 приведено схематичное изображение теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладки 3М 5516.
Рисунок 1. Схема теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладки 3M 5516, на которой изображены верхняя съемная подкладка (125 мкм), слой силиконового эластомера (1000 мкм) и нижняя съемная подкладка (125 мкм).
Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 предназначена для повышения эффективности передачи тепла. Ее помещают на поверхности или ею заполняют зазоры между тепловыделяющими и теплопринимающими компонентами. По этим причинам данный материал в основном используется для управления температурой в индустрии производства электроники и аккумуляторов в таких устройствах, как светодиодные осветительные приборы, устройства охлаждения интегральных схем и устройства управления температурой аккумуляторов. Бесконтактная природа лазерной обработки позволяет выполнять обработку мелких деталей и геометрии микроструктур, что бывает непросто при использовании традиционных механических способов. Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 пригодна только для лазерной резки. При этом образуются одинаковые края среза с минимальными зонами теплового воздействия. Другие лазерные процессы не рекомендуются, поскольку они не соответствуют предполагаемому использованию этого материала. Технология компания Universal Laser Systems (ULS) предусматривает равномерную и многократную обработку этого материала с высокой размерной точностью, обеспечивая равномерность граней срезов и практически полное отсутствие деформации материала во время обработки.
Примечания к лазерной обработке
Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 была подвергнута испытанию на совместимость с лазерной обработкой и определение оптимальной конфигурации максимальной мощности и длины волны лазера. Слой силиконового эластомера в теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладке 3M 5516 поглощает энергию лазера с длиной волны 9,3 мкм более эффективно, чем энергию лазеров с другими волнами, доступными от компании ULS. Это означает, что лазерная резка этого материала при использовании такой длины волны лазера может выполняться с более высокой скоростью и с минимальной потерей цвета. На рисунке 2 представлено микроскопическое изображение с 300-кратным увеличением среза теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладке 3M 5516 после лазерной резки. На рисунке 3 представлено трехмерное изображение результатов лазерной резки силиконового эластомера системой следующей конфигурации: один CO2-лазер мощностью 75 Вт с длиной волны 9,3 мкм.
Рисунок 2. Микроскопическое (300х) изображение среза теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладки 3M 5516 после лазерной резки с пленкой покрытия и бумажным носителем. Зона теплового воздействия размером 260 мкм.
Рисунок 3. Трехмерное микроскопическое (300х) изображение среза теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладки 3M 5516 после лазерной резки.
Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 была также подвергнута испытанию с использованием системы другой конфигурации: CO2-лазерный источник с длиной волны 10,6 мкм. Результаты этих испытаний сравнивались путем анализа термических эффектов, качества обработанной кромки и требований к последующей обработке. Результаты сравнения этих конфигураций систем приведены в таблице 1 и показаны на фотографиях на рисунке 4. Конфигурация 9,3 мкм при лазерной резке этого материала обеспечивает значительно лучшую кромку и является рекомендуемой конфигурацией.
Таблица 1. Сравнение конфигураций системы
Конфигурация системы
Зона теплового воздействия
Характеристики процесса
Требования к последующей обработке
9,3 мкм (рекомендуется)
Минимальная зона теплового воздействия — примерно 260 мкм
В этой конфигурации получается чистый срез с минимальными следами теплового воздействия и номинальным изменением цвета
Последующая обработка предусматривает удаление небольшого количества отложений с поверхности с помощью мягкого абразивного материала.
10,6 мкм
Увеличенная зона теплового воздействия, примерно 320 мкм.
В этой конфигурации в результате обработки получились более сильное изменение цвета и более заметные последствия теплового воздействия
Рисунок 4. Микроскопические изображения (300х) лазерных срезов, выполненных лазерами с длиной волны 9,3 мкм (слева) и 10,6 мкм (справа).
Пример обработки
В тех областях применения теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладки 3M 5516, где требуется создание геометрии микроструктур и сложных деталей без нарушения физических свойств материала, можно использовать технологию ULS. На рисунке 5 приведен результат лазерной резки теплопроводной силиконовой интерфейсной прокладки 3M 5516 с использованием рекомендованной конфигурации системы.
Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 пригодна для лазерной обработки. Она была подвергнута расширенным испытаниям на определение оптимальной конфигурации обработки. По итогам испытаний определено, что материал пригоден для лазерной резки, рекомендуется конфигурация с использованием CO2-лазерного источника мощностью 75 Вт с длиной волны 9,3 мкм. Теплопроводная силиконовая интерфейсная прокладка 3M 5516 эффективно поглощает энергию лазера с длиной волны 9,3 мкм, образуя обработанный срез с минимальной зоной теплового воздействия и номинальным изменением цвета.
